3.2 晶体化学基本原理(3)

    3.2.3 电负性

    在金属晶体中，质点之间主要表现为纯金属键。对于高分子材料，则分子之间主要表现为分子键。在离子晶体中，除了金属键外，其他3种键都可能存在，而且由于存在着离子极化现象，使得离子键向共价键过渡。Pauling指出用元素的电负性差值ΔX=X_A-X_B来计算化合物中离子键的成分。
    元素的电负性是这样规定的：当原子失去一个电子时所需要消耗的能量（即电离能），用I表示；当获得一个电子时所释放的能量（即电子亲合能），用Y表示。习惯上以0.18（I+Y）称为元素的电负性，用以比较各种元素吸引电子的能力。0.18这个系数是为了以Li元素的电负性为1而引入的。表3-4和图3-5列出了元素的电负性值以及电负性差值与离子键分数的关系。如NaCl，ΔX=3.0-0.9=2.1，以离子键为主。SiC，ΔX=2.5-1.8=0.7，以共价键为主。对于SiO₂，ΔX=3.5-1.8=1.7，Si-O键既有离子性又有共价性。因此可以看出，两个元素电负性的差值越大，结合时离子键的成分越高；反之，则共价键的成分占主导。离子晶体，特别是硅酸盐晶体结构中，纯粹的离子键或者纯粹的共价键是很少见的，普遍的情况是存在着键的过渡形式。键性对晶体结构的影响前面已有述及。必须指出，以电负性差值判断离子键的分数仅有定性的参考价值。
        
   3.2.4 结晶化学定律

     哥希米德（Goldschmidt）在研究晶体结构时，综合考虑了影响晶体结构的因素，提出了哥希米德定律，即：晶体的结构取决于其组成质点的数量关系、大小关系和极化性能，常称为结晶化学定律。它定性地概括了影响晶体结构的3个主要因素。对于离子晶体，则：
     (1) 物质的化学式类型不同，常会得到不同的晶体结构。如很多AX型物质具有NaCl型结构，A₂X₃型物质为刚玉型结构。由相同的阴、阳离子构成的TiO₂和Ti₂O₃，由于数量关系不同，前者为金红石型结构，而后者为刚玉型结构。
     (2) 晶体中质点大小不同，反映了离子半径比值（）不同，因而配位数和晶体结构也不同。
    (3) 晶体中组成质点的极化性能不同，反映了各离子的极化率不同，则晶体结构也不相同。
    总之，晶体结构与离子的数量、离子半径比和离子的极化率有关，但何者起决定作用，依具体情况而定，不能一概而论。